no 12º episódio do Cosmos, que foi ao ar em 14 de dezembro de 1980, o co-criador e apresentador do programa Carl Sagan introduziu telespectadores para a equação homônima do astrônomo Frank Drake. Usando-o, calculou o número potencial de civilizações avançadas na Via Láctea que poderiam contactar-nos usando o equivalente extraterrestre da nossa moderna tecnologia de radiocomunicações. A estimativa de Sagan variou de” uns poucos lamentáveis ” a milhões. “Se as civilizações nem sempre se destroem pouco depois de descobrirem a radioastronomia, então o céu pode estar sussurrando suavemente com mensagens das estrelas,” Sagan entonado em sua maneira inimitável.Sagan estava pessimista sobre as civilizações serem capazes de sobreviver à sua própria “adolescência”tecnológica—o período de transição quando o desenvolvimento de uma cultura de, por exemplo, energia nuclear, Bioengenharia ou uma miríade de outras capacidades poderosas poderia facilmente levar à auto-aniquilação. Essencialmente de todas as outras maneiras, ele era um otimista sobre as perspectivas de vida e inteligência pangalática. Mas a base científica para as suas crenças era, na melhor das hipóteses, instável. Sagan e outros suspeitavam que o surgimento da vida nos mundos de Clemente deveria ser uma inevitabilidade cósmica, porque evidências geológicas sugeriam que ela surgisse surpreendentemente rapidamente na terra: em mais de quatro bilhões de anos atrás, praticamente assim que nosso planeta tivesse arrefecido suficientemente de sua formação ardente. E se, tal como no nosso mundo, a vida noutros planetas emergiu rapidamente e evoluiu para se tornar cada vez mais complexa ao longo do tempo, talvez a inteligência e a tecnologia também possam ser comuns em todo o universo.
nos últimos anos, no entanto, alguns astrônomos céticos tentaram colocar mais heft empírico atrás de tais pronunciamentos usando uma forma sofisticada de análise chamada estatística Bayesiana. Eles se concentraram em duas grandes incógnitas: as chances de vida surgindo na terra-como planetas de condições abióticas—um processo chamado abiogênese—e, a partir daí, as chances de inteligência emergindo. Mesmo com tais estimativas em mãos, os astrônomos discordam sobre o que significam para a vida em outros lugares do cosmos. Essa falta de consenso é porque mesmo a melhor análise bayesiana só pode fazer tanto quando a evidência sólida de vida e inteligência extraterrestre é escassa no terreno.
a equação de Drake, que o astrônomo introduziu em 1961, calcula o número de civilizações em nossa galáxia que podem transmitir—ou receber—mensagens interestelares através de ondas de rádio. Depende da multiplicação de um número de fatores, cada um dos quais quantifica algum aspecto de nosso conhecimento sobre nossa galáxia, planetas, vida e inteligência. Esses fatores incluem ƒp, a fração de estrelas com planetas extrassolares; ne, o número de planetas habitáveis em um extrassolares sistema; ƒl, a fração de planetas habitáveis em que a vida emerge; e assim por diante.
“na época Drake escreveu—ou mesmo 25 anos atrás-quase todos esses fatores poderiam ter sido aqueles que fazem a vida muito rara”, diz Ed Turner, um astrofísico da Universidade de Princeton. Agora sabemos que os mundos à volta das estrelas são a norma, e que aqueles semelhantes à terra nos termos mais básicos de tamanho, massa e insolação também são comuns. Em suma, parece não haver escassez de imóveis galácticos que a vida poderia ocupar. No entanto,” uma das maiores incertezas em toda a cadeia de fatores é a probabilidade de que a vida alguma vez começaria—que você daria esse salto da química para a vida, mesmo dadas as condições adequadas”, diz Turner.
ignorar esta incerteza pode levar os astrônomos a fazer afirmações bastante ousadas. Por exemplo, no mês passado Tom Westby e Christopher Conselice, ambos da Universidade de Nottingham, na Inglaterra, fizeram manchetes quando calcularam que deveria haver pelo menos 36 civilizações inteligentes em nossa galáxia capazes de se comunicar conosco. A estimativa foi baseada em uma suposição de que a vida inteligente emerge em outros planetas habitáveis como a terra cerca de 4,5 bilhões a 5,5 bilhões de anos após sua formação.
“é apenas uma suposição muito específica e forte”, diz O astrônomo David Kipping da Universidade de Columbia. “Não vejo provas de que seja uma aposta segura.”
responder a perguntas sobre a probabilidade de abiogênese e o surgimento da inteligência é difícil porque os cientistas apenas têm um único pedaço de informação: a vida na Terra. “Nós nem sequer temos um ponto de dados completo”, diz Kipping. “Não sabemos quando surgiu a vida, por exemplo, na Terra. Mesmo isso está sujeito a incerteza.”
ainda outro problema com fazer suposições com base no que observamos localmente é o chamado viés de seleção. Imagina comprar bilhetes de lotaria e ganhar o jackpot na tua 100ª tentativa. Razoavelmente, você pode então atribuir uma probabilidade de 1 por cento para ganhar a loteria. Esta conclusão incorreta é, naturalmente, um viés de seleção que surge se você sondar apenas os vencedores e nenhum dos fracassos (isto é, as dezenas de milhões de pessoas que compraram bilhetes, mas nunca ganharam a loteria). Quando se trata de calcular as probabilidades da abiogênese, “nós não temos acesso às falhas”, diz Kipping. “Então é por isso que estamos em uma posição muito desafiadora quando se trata deste problema.”
Enter Bayesian analysis. A técnica usa o teorema de Bayes, em homenagem a Thomas Bayes,um estatístico e ministro inglês do século XVIII. Para calcular as probabilidades de algum evento, como a abiogênese, ocorrendo, os astrônomos primeiro aparecem com uma provável distribuição de probabilidade dele—um melhor palpite, se você quiser. Por exemplo, pode-se assumir que a abiogênese é tão provável entre 100 milhões e 200 milhões de anos após a formação da terra como é entre 200 milhões e 300 milhões de anos após esse tempo ou qualquer outro pedaço de 100 milhões de anos da história do nosso planeta. Tais suposições são chamadas de priores Bayesianos,e elas são explicitadas. Depois, os estatísticos recolhem dados ou provas. Finalmente, eles combinam o prior e a evidência para calcular o que é chamado de probabilidade posterior. No caso da abiogênese, essa probabilidade seria a probabilidade do surgimento da vida em um planeta semelhante à Terra, dadas nossas suposições e evidências anteriores. O posterior não é um número único, mas sim uma distribuição de probabilidade que quantifica qualquer incerteza. Pode mostrar, por exemplo, que a abiogênese se torna mais ou menos provável com o tempo, em vez de ter uma distribuição de probabilidade uniforme sugerida pelo prior.em 2012, Turner e seu colega David Spiegel, então no Instituto de Estudos Avançados de Princeton, N. J., foram os primeiros a aplicar rigorosamente a análise bayesiana à abiogênese. Em sua aproximação, a vida em um planeta semelhante à terra em torno de uma estrela semelhante ao sol não emerge até algum Número mínimo de anos, tmin, após a formação desse mundo. Se a vida não surgir antes de algum tempo máximo, tmax, então, à medida que a sua estrela envelhece (e eventualmente morre), as condições no planeta tornam-se demasiado hostis para a abiogénese alguma vez ocorrer. Entre a tmin e o tmax, a intenção de Turner e Spiegel era calcular a probabilidade da abiogênese.
os pesquisadores trabalharam com algumas distribuições anteriores diferentes para esta probabilidade. Eles também assumiram que a inteligência levou algum tempo fixo para aparecer após a abiogênese.dados tais suposições, a evidência geofísica e paleontológica da gênese da vida na terra e o que a teoria evolutiva diz sobre o surgimento da vida inteligente, Turner e Spiegel foram capazes de calcular diferentes distribuições de probabilidade posteriores para a abiogênese. Embora a evidência de que a vida surgiu no início da terra possa realmente sugerir abiogênese é bastante fácil, os posteriores não colocaram nenhum limite inferior na probabilidade. O cálculo “não exclui probabilidades muito baixas, o que é realmente uma espécie de senso comum com estatísticas de uma”, diz Turner. Apesar do rápido surgimento da vida na terra, a abiogênese pode ser um processo extremamente raro.o esforço de Turner e Spiegel foi o “primeiro ataque Bayesiano realmente sério sobre este problema”, diz Kipping. “Eu acho que o que foi apelativo é que eles quebraram essa interpretação ingênua do início da vida.”
mesmo assim, Kipping pensou que o trabalho dos pesquisadores não era sem suas fraquezas, e ele agora procurou corrigi-lo com uma análise bayesiana mais elaborada de sua própria. Por exemplo, Kiping questiona a suposição de que a inteligência surgiu em algum momento fixo após a abiogênese. Este prior, diz ele, poderia ser outro exemplo de viés de seleção—uma noção influenciada pelo caminho evolutivo pelo qual nossa própria inteligência emergiu. “No espírito de codificar toda a tua ignorância, porque não admites que também não sabes esse número?”Diz Kipping. “Se você está tentando inferir quanto tempo a vida leva para emergir, então por que não fazer apenas inteligência ao mesmo tempo?”
essa sugestão é exatamente o que Kiping tentou, estimando tanto a probabilidade de abiogênese quanto o surgimento da inteligência. Para um prior, ele escolheu algo chamado Jeffreys prior, que foi projetado por outro estatístico e astrônomo Inglês, Harold Jeffreys. Diz-se que é o máximo desinformativo. Porque o Jeffreys prior não assa em suposições maciças, coloca mais peso nas provas. Turner e Spiegel também tentaram encontrar um prior desinformativo. “Se você quer saber o que os dados estão dizendo a você e não o que você pensou sobre isso anteriormente, então você quer um prior desinformativo”, diz Turner. Em sua análise de 2012, os pesquisadores empregaram três priores, um dos quais foi o menos informativo, mas eles ficaram aquém de usar Jeffreys prior, apesar de estar ciente disso.
no cálculo de Kipping, essa atenção prévia focada no que ele chama de “quatro cantos” do espaço parâmetro: a vida é comum, e a inteligência é comum; a vida é comum, e a inteligência é rara; a vida é rara, e a inteligência é comum; e a vida é rara, e a inteligência é rara. Todos os quatro cantos eram igualmente prováveis antes da análise bayesiana começar.Turner concorda que usar o Jeffreys prior é um avanço significativo. “É a melhor maneira que temos, na verdade, de perguntar o que os dados estão tentando dizer a você”, diz ele.combinando os Jeffreys prior com a evidência esparsa da emergência e inteligência da vida na Terra, Kipping obteve uma distribuição de probabilidade posterior, o que lhe permitiu calcular novas probabilidades para os quatro cantos. Ele descobriu, por exemplo, que o cenário” a vida é comum, e a inteligência é rara ” é nove vezes mais provável do que a vida e a inteligência serem raras. E mesmo que a inteligência não seja rara, o cenário de vida é comum tem uma proporção mínima de probabilidade de 9 para 1. Essas probabilidades não são do tipo que alguém apostaria a casa, diz Kipping. “Podes facilmente perder a aposta.”
ainda assim, esse cálculo é “um sinal positivo de que a vida deve estar lá fora”, diz ele. “É, pelo menos, uma sugestão sugestiva de que a vida não é um processo difícil.”
nem todos os estatísticos Bayesianos concordariam. Turner, por exemplo, interpreta os resultados de forma diferente. Sim, a análise de Kipping sugere que a aparente chegada precoce da vida à Terra favorece um modelo no qual a abiogênese é comum, com uma taxa de probabilidade específica de 9:1. Mas este cálculo não significa que o modelo é nove vezes mais provável de ser verdade do que aquele que diz que a abiogênese é rara, diz Turner, acrescentando que a interpretação de Kipping é “um pouco excessivamente otimista.”
de acordo com Turner, que aplaude o trabalho de Kipping, mesmo a análise bayesiana mais sofisticada ainda vai deixar espaço para a raridade tanto da vida quanto da inteligência no universo. “O que sabemos sobre a vida na terra não exclui essas possibilidades”, diz ele.
E não são apenas os estatísticos Bayesianos que podem ter um problema com a interpretação de Kipping. Qualquer pessoa interessada em perguntas sobre a origem da vida seria cética sobre as respostas reivindicadas, uma vez que qualquer uma dessas análises está dependente de evidências geológicas, geofísicas, paleontológicas, arqueológicas e biológicas para a vida na Terra—nenhuma das quais é inequívoca sobre as linhas de tempo para a abiogênese e o aparecimento de inteligência.
“Nós ainda lutamos para definir o que queremos dizer com um sistema vivo”, diz Caleb Scharf, um astrônomo e astrobiólogo da Columbia. “É uma besta escorregadia, em termos de definição científica. Isso é problemático para fazer uma declaração quando a abiogênese acontece—ou mesmo declarações sobre a evolução da inteligência.”se tivéssemos definições rigorosas, os problemas persistiriam. “Não sabemos se a vida começou ou não, parou, recomeçou. Também não sabemos se a vida só pode ser construída de uma maneira ou não”, diz Scharf. Quando é que a terra se tornou hospitaleira para a vida? E quando aconteceu, foram as primeiras moléculas destes aminoácidos “vivos”, RNAs ou membranas lipídicas? E depois que a vida surgiu pela primeira vez, foi apagada por algum evento cataclísmico no início da história da terra, só para recomeçar de uma maneira potencialmente diferente? “Há muita incerteza”, diz Scharf.
Todas estas evidências incompletas tornam até a análise bayesiana difícil. Mas, como Técnica, continua a ser o método mais adequado para lidar com mais evidências—digamos, a descoberta de sinais de Vida existentes em Marte no passado ou dentro de uma das luas cobertas de gelo de Júpiter, que carregam o oceano no presente.
” no momento em que temos outro ponto de dados para jogar, assumindo que isso acontece, são as maneiras de melhor utilizar esses dados extras. De repente, as incertezas encolhem dramaticamente”, diz Scharf. “Não temos necessariamente de examinar todas as estrelas da nossa galáxia para descobrir a probabilidade de um determinado lugar abrigar vida. Mais um ou dois pontos de dados, e de repente, sabemos sobre, essencialmente, o universo em termos de sua propensão para produzir vida ou possivelmente inteligência. E isso é bastante poderoso.”